Merge tag 'powerpc-6.6-6' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/powerpc...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / arch / x86 / kernel / setup.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
4  *
5  * This file contains the setup_arch() code, which handles the architecture-dependent
6  * parts of early kernel initialization.
7  */
8 #include <linux/acpi.h>
9 #include <linux/console.h>
10 #include <linux/crash_dump.h>
11 #include <linux/dma-map-ops.h>
12 #include <linux/dmi.h>
13 #include <linux/efi.h>
14 #include <linux/ima.h>
15 #include <linux/init_ohci1394_dma.h>
16 #include <linux/initrd.h>
17 #include <linux/iscsi_ibft.h>
18 #include <linux/memblock.h>
19 #include <linux/panic_notifier.h>
20 #include <linux/pci.h>
21 #include <linux/root_dev.h>
22 #include <linux/hugetlb.h>
23 #include <linux/tboot.h>
24 #include <linux/usb/xhci-dbgp.h>
25 #include <linux/static_call.h>
26 #include <linux/swiotlb.h>
27 #include <linux/random.h>
28
29 #include <uapi/linux/mount.h>
30
31 #include <xen/xen.h>
32
33 #include <asm/apic.h>
34 #include <asm/efi.h>
35 #include <asm/numa.h>
36 #include <asm/bios_ebda.h>
37 #include <asm/bugs.h>
38 #include <asm/cacheinfo.h>
39 #include <asm/cpu.h>
40 #include <asm/efi.h>
41 #include <asm/gart.h>
42 #include <asm/hypervisor.h>
43 #include <asm/io_apic.h>
44 #include <asm/kasan.h>
45 #include <asm/kaslr.h>
46 #include <asm/mce.h>
47 #include <asm/memtype.h>
48 #include <asm/mtrr.h>
49 #include <asm/realmode.h>
50 #include <asm/olpc_ofw.h>
51 #include <asm/pci-direct.h>
52 #include <asm/prom.h>
53 #include <asm/proto.h>
54 #include <asm/thermal.h>
55 #include <asm/unwind.h>
56 #include <asm/vsyscall.h>
57 #include <linux/vmalloc.h>
58
59 /*
60  * max_low_pfn_mapped: highest directly mapped pfn < 4 GB
61  * max_pfn_mapped:     highest directly mapped pfn > 4 GB
62  *
63  * The direct mapping only covers E820_TYPE_RAM regions, so the ranges and gaps are
64  * represented by pfn_mapped[].
65  */
66 unsigned long max_low_pfn_mapped;
67 unsigned long max_pfn_mapped;
68
69 #ifdef CONFIG_DMI
70 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
71 #endif
72
73
74 unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
75 unsigned long _brk_end   = (unsigned long)__brk_base;
76
77 struct boot_params boot_params;
78
79 /*
80  * These are the four main kernel memory regions, we put them into
81  * the resource tree so that kdump tools and other debugging tools
82  * recover it:
83  */
84
85 static struct resource rodata_resource = {
86         .name   = "Kernel rodata",
87         .start  = 0,
88         .end    = 0,
89         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
90 };
91
92 static struct resource data_resource = {
93         .name   = "Kernel data",
94         .start  = 0,
95         .end    = 0,
96         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
97 };
98
99 static struct resource code_resource = {
100         .name   = "Kernel code",
101         .start  = 0,
102         .end    = 0,
103         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
104 };
105
106 static struct resource bss_resource = {
107         .name   = "Kernel bss",
108         .start  = 0,
109         .end    = 0,
110         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
111 };
112
113
114 #ifdef CONFIG_X86_32
115 /* CPU data as detected by the assembly code in head_32.S */
116 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data;
117
118 struct apm_info apm_info;
119 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
120
121 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
122         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
123 struct ist_info ist_info;
124 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
125 #else
126 struct ist_info ist_info;
127 #endif
128
129 #endif
130
131 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
132 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
133
134 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
135 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init;
136 #else
137 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init = X86_CR4_PAE;
138 #endif
139
140 #ifdef CONFIG_IMA
141 static phys_addr_t ima_kexec_buffer_phys;
142 static size_t ima_kexec_buffer_size;
143 #endif
144
145 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
146 int bootloader_type, bootloader_version;
147
148 /*
149  * Setup options
150  */
151 struct screen_info screen_info;
152 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
153 struct edid_info edid_info;
154 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
155
156 extern int root_mountflags;
157
158 unsigned long saved_video_mode;
159
160 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
161 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
162 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
163
164 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
165 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
166 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
167 #endif
168
169 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
170 struct edd edd;
171 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
172 EXPORT_SYMBOL(edd);
173 #endif
174 /**
175  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
176  *              from boot_params into a safe place.
177  *
178  */
179 static inline void __init copy_edd(void)
180 {
181      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
182             sizeof(edd.mbr_signature));
183      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
184      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
185      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
186 }
187 #else
188 static inline void __init copy_edd(void)
189 {
190 }
191 #endif
192
193 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
194 {
195         size_t mask = align - 1;
196         void *ret;
197
198         BUG_ON(_brk_start == 0);
199         BUG_ON(align & mask);
200
201         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
202         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
203
204         ret = (void *)_brk_end;
205         _brk_end += size;
206
207         memset(ret, 0, size);
208
209         return ret;
210 }
211
212 #ifdef CONFIG_X86_32
213 static void __init cleanup_highmap(void)
214 {
215 }
216 #endif
217
218 static void __init reserve_brk(void)
219 {
220         if (_brk_end > _brk_start)
221                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
222                                  _brk_end - _brk_start);
223
224         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
225            new allocations */
226         _brk_start = 0;
227 }
228
229 u64 relocated_ramdisk;
230
231 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
232
233 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
234 {
235         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
236
237         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
238
239         if (ramdisk_image == 0)
240                 ramdisk_image = phys_initrd_start;
241
242         return ramdisk_image;
243 }
244 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
245 {
246         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
247
248         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
249
250         if (ramdisk_size == 0)
251                 ramdisk_size = phys_initrd_size;
252
253         return ramdisk_size;
254 }
255
256 static void __init relocate_initrd(void)
257 {
258         /* Assume only end is not page aligned */
259         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
260         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
261         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
262
263         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
264         relocated_ramdisk = memblock_phys_alloc_range(area_size, PAGE_SIZE, 0,
265                                                       PFN_PHYS(max_pfn_mapped));
266         if (!relocated_ramdisk)
267                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
268                       ramdisk_size);
269
270         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
271         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
272         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
273                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
274
275         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
276
277         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
278                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
279                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
280                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
281 }
282
283 static void __init early_reserve_initrd(void)
284 {
285         /* Assume only end is not page aligned */
286         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
287         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
288         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
289
290         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
291             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
292                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
293
294         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
295 }
296
297 static void __init reserve_initrd(void)
298 {
299         /* Assume only end is not page aligned */
300         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
301         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
302         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
303
304         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
305             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
306                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
307
308         initrd_start = 0;
309
310         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
311                         ramdisk_end - 1);
312
313         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
314                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
315                 /* All are mapped, easy case */
316                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
317                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
318                 return;
319         }
320
321         relocate_initrd();
322
323         memblock_phys_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
324 }
325
326 #else
327 static void __init early_reserve_initrd(void)
328 {
329 }
330 static void __init reserve_initrd(void)
331 {
332 }
333 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
334
335 static void __init add_early_ima_buffer(u64 phys_addr)
336 {
337 #ifdef CONFIG_IMA
338         struct ima_setup_data *data;
339
340         data = early_memremap(phys_addr + sizeof(struct setup_data), sizeof(*data));
341         if (!data) {
342                 pr_warn("setup: failed to memremap ima_setup_data entry\n");
343                 return;
344         }
345
346         if (data->size) {
347                 memblock_reserve(data->addr, data->size);
348                 ima_kexec_buffer_phys = data->addr;
349                 ima_kexec_buffer_size = data->size;
350         }
351
352         early_memunmap(data, sizeof(*data));
353 #else
354         pr_warn("Passed IMA kexec data, but CONFIG_IMA not set. Ignoring.\n");
355 #endif
356 }
357
358 #if defined(CONFIG_HAVE_IMA_KEXEC) && !defined(CONFIG_OF_FLATTREE)
359 int __init ima_free_kexec_buffer(void)
360 {
361         if (!ima_kexec_buffer_size)
362                 return -ENOENT;
363
364         memblock_free_late(ima_kexec_buffer_phys,
365                            ima_kexec_buffer_size);
366
367         ima_kexec_buffer_phys = 0;
368         ima_kexec_buffer_size = 0;
369
370         return 0;
371 }
372
373 int __init ima_get_kexec_buffer(void **addr, size_t *size)
374 {
375         if (!ima_kexec_buffer_size)
376                 return -ENOENT;
377
378         *addr = __va(ima_kexec_buffer_phys);
379         *size = ima_kexec_buffer_size;
380
381         return 0;
382 }
383 #endif
384
385 static void __init parse_setup_data(void)
386 {
387         struct setup_data *data;
388         u64 pa_data, pa_next;
389
390         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
391         while (pa_data) {
392                 u32 data_len, data_type;
393
394                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
395                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
396                 data_type = data->type;
397                 pa_next = data->next;
398                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
399
400                 switch (data_type) {
401                 case SETUP_E820_EXT:
402                         e820__memory_setup_extended(pa_data, data_len);
403                         break;
404                 case SETUP_DTB:
405                         add_dtb(pa_data);
406                         break;
407                 case SETUP_EFI:
408                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
409                         break;
410                 case SETUP_IMA:
411                         add_early_ima_buffer(pa_data);
412                         break;
413                 case SETUP_RNG_SEED:
414                         data = early_memremap(pa_data, data_len);
415                         add_bootloader_randomness(data->data, data->len);
416                         /* Zero seed for forward secrecy. */
417                         memzero_explicit(data->data, data->len);
418                         /* Zero length in case we find ourselves back here by accident. */
419                         memzero_explicit(&data->len, sizeof(data->len));
420                         early_memunmap(data, data_len);
421                         break;
422                 default:
423                         break;
424                 }
425                 pa_data = pa_next;
426         }
427 }
428
429 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
430 {
431         struct setup_indirect *indirect;
432         struct setup_data *data;
433         u64 pa_data, pa_next;
434         u32 len;
435
436         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
437         while (pa_data) {
438                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
439                 if (!data) {
440                         pr_warn("setup: failed to memremap setup_data entry\n");
441                         return;
442                 }
443
444                 len = sizeof(*data);
445                 pa_next = data->next;
446
447                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
448
449                 if (data->type == SETUP_INDIRECT) {
450                         len += data->len;
451                         early_memunmap(data, sizeof(*data));
452                         data = early_memremap(pa_data, len);
453                         if (!data) {
454                                 pr_warn("setup: failed to memremap indirect setup_data\n");
455                                 return;
456                         }
457
458                         indirect = (struct setup_indirect *)data->data;
459
460                         if (indirect->type != SETUP_INDIRECT)
461                                 memblock_reserve(indirect->addr, indirect->len);
462                 }
463
464                 pa_data = pa_next;
465                 early_memunmap(data, len);
466         }
467 }
468
469 /*
470  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
471  */
472
473 /* 16M alignment for crash kernel regions */
474 #define CRASH_ALIGN             SZ_16M
475
476 /*
477  * Keep the crash kernel below this limit.
478  *
479  * Earlier 32-bits kernels would limit the kernel to the low 512 MB range
480  * due to mapping restrictions.
481  *
482  * 64-bit kdump kernels need to be restricted to be under 64 TB, which is
483  * the upper limit of system RAM in 4-level paging mode. Since the kdump
484  * jump could be from 5-level paging to 4-level paging, the jump will fail if
485  * the kernel is put above 64 TB, and during the 1st kernel bootup there's
486  * no good way to detect the paging mode of the target kernel which will be
487  * loaded for dumping.
488  */
489 #ifdef CONFIG_X86_32
490 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_512M
491 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_512M
492 #else
493 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_4G
494 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_64T
495 #endif
496
497 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
498 {
499 #ifdef CONFIG_X86_64
500         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
501         unsigned long low_mem_limit;
502         int ret;
503
504         low_mem_limit = min(memblock_phys_mem_size(), CRASH_ADDR_LOW_MAX);
505
506         /* crashkernel=Y,low */
507         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, low_mem_limit, &low_size, &base);
508         if (ret) {
509                 /*
510                  * two parts from kernel/dma/swiotlb.c:
511                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
512                  *
513                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
514                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
515                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
516                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
517                  */
518                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
519         } else {
520                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
521                 if (!low_size)
522                         return 0;
523         }
524
525         low_base = memblock_phys_alloc_range(low_size, CRASH_ALIGN, 0, CRASH_ADDR_LOW_MAX);
526         if (!low_base) {
527                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
528                        (unsigned long)(low_size >> 20));
529                 return -ENOMEM;
530         }
531
532         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (low RAM limit: %ldMB)\n",
533                 (unsigned long)(low_size >> 20),
534                 (unsigned long)(low_base >> 20),
535                 (unsigned long)(low_mem_limit >> 20));
536
537         crashk_low_res.start = low_base;
538         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
539         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
540 #endif
541         return 0;
542 }
543
544 static void __init reserve_crashkernel(void)
545 {
546         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
547         bool high = false;
548         int ret;
549
550         if (!IS_ENABLED(CONFIG_KEXEC_CORE))
551                 return;
552
553         total_mem = memblock_phys_mem_size();
554
555         /* crashkernel=XM */
556         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
557         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
558                 /* crashkernel=X,high */
559                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
560                                              &crash_size, &crash_base);
561                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
562                         return;
563                 high = true;
564         }
565
566         if (xen_pv_domain()) {
567                 pr_info("Ignoring crashkernel for a Xen PV domain\n");
568                 return;
569         }
570
571         /* 0 means: find the address automatically */
572         if (!crash_base) {
573                 /*
574                  * Set CRASH_ADDR_LOW_MAX upper bound for crash memory,
575                  * crashkernel=x,high reserves memory over 4G, also allocates
576                  * 256M extra low memory for DMA buffers and swiotlb.
577                  * But the extra memory is not required for all machines.
578                  * So try low memory first and fall back to high memory
579                  * unless "crashkernel=size[KMG],high" is specified.
580                  */
581                 if (!high)
582                         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size,
583                                                 CRASH_ALIGN, CRASH_ALIGN,
584                                                 CRASH_ADDR_LOW_MAX);
585                 if (!crash_base)
586                         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size,
587                                                 CRASH_ALIGN, CRASH_ALIGN,
588                                                 CRASH_ADDR_HIGH_MAX);
589                 if (!crash_base) {
590                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
591                         return;
592                 }
593         } else {
594                 unsigned long long start;
595
596                 start = memblock_phys_alloc_range(crash_size, SZ_1M, crash_base,
597                                                   crash_base + crash_size);
598                 if (start != crash_base) {
599                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
600                         return;
601                 }
602         }
603
604         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
605                 memblock_phys_free(crash_base, crash_size);
606                 return;
607         }
608
609         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
610                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
611                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
612                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
613
614         crashk_res.start = crash_base;
615         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
616         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
617 }
618
619 static struct resource standard_io_resources[] = {
620         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
621                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
622         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
623                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
624         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
625                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
626         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
627                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
628         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
629                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
630         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
631                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
632         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
633                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
634         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
635                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
636         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
637                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
638         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
639                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
640 };
641
642 void __init reserve_standard_io_resources(void)
643 {
644         int i;
645
646         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
647         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
648                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
649
650 }
651
652 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
653 {
654 #ifdef CONFIG_PCI
655         int i;
656         u16 vendor, devid;
657         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
658                 0x0102,
659                 0x0112,
660                 0x0122,
661                 0x0106,
662                 0x0116,
663                 0x0126,
664                 0x010a,
665         };
666
667         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
668         if (!early_pci_allowed())
669                 return false;
670
671         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
672         if (vendor != 0x8086)
673                 return false;
674
675         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
676         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
677                 if (devid == snb_ids[i])
678                         return true;
679 #endif
680
681         return false;
682 }
683
684 /*
685  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
686  * them from allocation.
687  */
688 static void __init trim_snb_memory(void)
689 {
690         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
691                 0x20050000,
692                 0x20110000,
693                 0x20130000,
694                 0x20138000,
695                 0x40004000,
696         };
697         int i;
698
699         if (!snb_gfx_workaround_needed())
700                 return;
701
702         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
703
704         /*
705          * SandyBridge integrated graphics devices have a bug that prevents
706          * them from accessing certain memory ranges, namely anything below
707          * 1M and in the pages listed in bad_pages[] above.
708          *
709          * To avoid these pages being ever accessed by SNB gfx devices reserve
710          * bad_pages that have not already been reserved at boot time.
711          * All memory below the 1 MB mark is anyway reserved later during
712          * setup_arch(), so there is no need to reserve it here.
713          */
714
715         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
716                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
717                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
718                                bad_pages[i]);
719         }
720 }
721
722 static void __init trim_bios_range(void)
723 {
724         /*
725          * A special case is the first 4Kb of memory;
726          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
727          * not listed as such in the E820 table.
728          *
729          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
730          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
731          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
732          */
733         e820__range_update(0, PAGE_SIZE, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
734
735         /*
736          * special case: Some BIOSes report the PC BIOS
737          * area (640Kb -> 1Mb) as RAM even though it is not.
738          * take them out.
739          */
740         e820__range_remove(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_TYPE_RAM, 1);
741
742         e820__update_table(e820_table);
743 }
744
745 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
746 static void __init e820_add_kernel_range(void)
747 {
748         u64 start = __pa_symbol(_text);
749         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
750
751         /*
752          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_TYPE_RAM and
753          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
754          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
755          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
756          * we will crash later anyways.
757          */
758         if (e820__mapped_all(start, start + size, E820_TYPE_RAM))
759                 return;
760
761         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_TYPE_RAM!\n");
762         e820__range_remove(start, size, E820_TYPE_RAM, 0);
763         e820__range_add(start, size, E820_TYPE_RAM);
764 }
765
766 static void __init early_reserve_memory(void)
767 {
768         /*
769          * Reserve the memory occupied by the kernel between _text and
770          * __end_of_kernel_reserve symbols. Any kernel sections after the
771          * __end_of_kernel_reserve symbol must be explicitly reserved with a
772          * separate memblock_reserve() or they will be discarded.
773          */
774         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
775                          (unsigned long)__end_of_kernel_reserve - (unsigned long)_text);
776
777         /*
778          * The first 4Kb of memory is a BIOS owned area, but generally it is
779          * not listed as such in the E820 table.
780          *
781          * Reserve the first 64K of memory since some BIOSes are known to
782          * corrupt low memory. After the real mode trampoline is allocated the
783          * rest of the memory below 640k is reserved.
784          *
785          * In addition, make sure page 0 is always reserved because on
786          * systems with L1TF its contents can be leaked to user processes.
787          */
788         memblock_reserve(0, SZ_64K);
789
790         early_reserve_initrd();
791
792         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
793
794         reserve_bios_regions();
795         trim_snb_memory();
796 }
797
798 /*
799  * Dump out kernel offset information on panic.
800  */
801 static int
802 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
803 {
804         if (kaslr_enabled()) {
805                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
806                          kaslr_offset(),
807                          __START_KERNEL,
808                          __START_KERNEL_map,
809                          MODULES_VADDR-1);
810         } else {
811                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
812         }
813
814         return 0;
815 }
816
817 void x86_configure_nx(void)
818 {
819         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_NX))
820                 __supported_pte_mask |= _PAGE_NX;
821         else
822                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
823 }
824
825 static void __init x86_report_nx(void)
826 {
827         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_NX)) {
828                 printk(KERN_NOTICE "Notice: NX (Execute Disable) protection "
829                        "missing in CPU!\n");
830         } else {
831 #if defined(CONFIG_X86_64) || defined(CONFIG_X86_PAE)
832                 printk(KERN_INFO "NX (Execute Disable) protection: active\n");
833 #else
834                 /* 32bit non-PAE kernel, NX cannot be used */
835                 printk(KERN_NOTICE "Notice: NX (Execute Disable) protection "
836                        "cannot be enabled: non-PAE kernel!\n");
837 #endif
838         }
839 }
840
841 /*
842  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
843  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
844  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
845  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
846  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
847  */
848 /*
849  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
850  *
851  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
852  */
853
854 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
855 {
856 #ifdef CONFIG_X86_32
857         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
858
859         /*
860          * copy kernel address range established so far and switch
861          * to the proper swapper page table
862          */
863         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
864                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
865                         KERNEL_PGD_PTRS);
866
867         load_cr3(swapper_pg_dir);
868         /*
869          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
870          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
871          * will not flush anything because the CPU quirk which clears
872          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
873          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
874          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
875          * so proper operation is guaranteed.
876          */
877         __flush_tlb_all();
878 #else
879         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
880         boot_cpu_data.x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS;
881 #endif
882
883         /*
884          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
885          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
886          */
887         olpc_ofw_detect();
888
889         idt_setup_early_traps();
890         early_cpu_init();
891         jump_label_init();
892         static_call_init();
893         early_ioremap_init();
894
895         setup_olpc_ofw_pgd();
896
897         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
898         screen_info = boot_params.screen_info;
899         edid_info = boot_params.edid_info;
900 #ifdef CONFIG_X86_32
901         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
902         ist_info = boot_params.ist_info;
903 #endif
904         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
905         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
906         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
907                 bootloader_type &= 0xf;
908                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
909         }
910         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
911         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
912
913 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
914         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
915 #endif
916 #ifdef CONFIG_EFI
917         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
918                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
919                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
920         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
921                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
922                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
923                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
924         }
925 #endif
926
927         x86_init.oem.arch_setup();
928
929         /*
930          * Do some memory reservations *before* memory is added to memblock, so
931          * memblock allocations won't overwrite it.
932          *
933          * After this point, everything still needed from the boot loader or
934          * firmware or kernel text should be early reserved or marked not RAM in
935          * e820. All other memory is free game.
936          *
937          * This call needs to happen before e820__memory_setup() which calls the
938          * xen_memory_setup() on Xen dom0 which relies on the fact that those
939          * early reservations have happened already.
940          */
941         early_reserve_memory();
942
943         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
944         e820__memory_setup();
945         parse_setup_data();
946
947         copy_edd();
948
949         if (!boot_params.hdr.root_flags)
950                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
951         setup_initial_init_mm(_text, _etext, _edata, (void *)_brk_end);
952
953         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
954         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
955         rodata_resource.start = __pa_symbol(__start_rodata);
956         rodata_resource.end = __pa_symbol(__end_rodata)-1;
957         data_resource.start = __pa_symbol(_sdata);
958         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
959         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
960         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
961
962 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
963 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
964         strscpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
965 #else
966         if (builtin_cmdline[0]) {
967                 /* append boot loader cmdline to builtin */
968                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
969                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
970                 strscpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
971         }
972 #endif
973 #endif
974
975         strscpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
976         *cmdline_p = command_line;
977
978         /*
979          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
980          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
981          * console setup can safely call set_fixmap()).
982          */
983         x86_configure_nx();
984
985         parse_early_param();
986
987         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
988                 efi_memblock_x86_reserve_range();
989
990 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
991         /*
992          * Memory used by the kernel cannot be hot-removed because Linux
993          * cannot migrate the kernel pages. When memory hotplug is
994          * enabled, we should prevent memblock from allocating memory
995          * for the kernel.
996          *
997          * ACPI SRAT records all hotpluggable memory ranges. But before
998          * SRAT is parsed, we don't know about it.
999          *
1000          * The kernel image is loaded into memory at very early time. We
1001          * cannot prevent this anyway. So on NUMA system, we set any
1002          * node the kernel resides in as un-hotpluggable.
1003          *
1004          * Since on modern servers, one node could have double-digit
1005          * gigabytes memory, we can assume the memory around the kernel
1006          * image is also un-hotpluggable. So before SRAT is parsed, just
1007          * allocate memory near the kernel image to try the best to keep
1008          * the kernel away from hotpluggable memory.
1009          */
1010         if (movable_node_is_enabled())
1011                 memblock_set_bottom_up(true);
1012 #endif
1013
1014         x86_report_nx();
1015
1016         apic_setup_apic_calls();
1017
1018         if (acpi_mps_check()) {
1019 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1020                 apic_is_disabled = true;
1021 #endif
1022                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
1023         }
1024
1025         e820__reserve_setup_data();
1026         e820__finish_early_params();
1027
1028         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1029                 efi_init();
1030
1031         reserve_ibft_region();
1032         dmi_setup();
1033
1034         /*
1035          * VMware detection requires dmi to be available, so this
1036          * needs to be done after dmi_setup(), for the boot CPU.
1037          * For some guest types (Xen PV, SEV-SNP, TDX) it is required to be
1038          * called before cache_bp_init() for setting up MTRR state.
1039          */
1040         init_hypervisor_platform();
1041
1042         tsc_early_init();
1043         x86_init.resources.probe_roms();
1044
1045         /* after parse_early_param, so could debug it */
1046         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
1047         insert_resource(&iomem_resource, &rodata_resource);
1048         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
1049         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
1050
1051         e820_add_kernel_range();
1052         trim_bios_range();
1053 #ifdef CONFIG_X86_32
1054         if (ppro_with_ram_bug()) {
1055                 e820__range_update(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_TYPE_RAM,
1056                                   E820_TYPE_RESERVED);
1057                 e820__update_table(e820_table);
1058                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
1059                 e820__print_table("bad_ppro");
1060         }
1061 #else
1062         early_gart_iommu_check();
1063 #endif
1064
1065         /*
1066          * partially used pages are not usable - thus
1067          * we are rounding upwards:
1068          */
1069         max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1070
1071         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1072         cache_bp_init();
1073         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1074                 max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1075
1076         max_possible_pfn = max_pfn;
1077
1078         /*
1079          * Define random base addresses for memory sections after max_pfn is
1080          * defined and before each memory section base is used.
1081          */
1082         kernel_randomize_memory();
1083
1084 #ifdef CONFIG_X86_32
1085         /* max_low_pfn get updated here */
1086         find_low_pfn_range();
1087 #else
1088         check_x2apic();
1089
1090         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1091         /* need this before calling reserve_initrd */
1092         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1093                 max_low_pfn = e820__end_of_low_ram_pfn();
1094         else
1095                 max_low_pfn = max_pfn;
1096
1097         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1098 #endif
1099
1100         /*
1101          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1102          */
1103         find_smp_config();
1104
1105         early_alloc_pgt_buf();
1106
1107         /*
1108          * Need to conclude brk, before e820__memblock_setup()
1109          * it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1110          * brk area.
1111          */
1112         reserve_brk();
1113
1114         cleanup_highmap();
1115
1116         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1117         e820__memblock_setup();
1118
1119         /*
1120          * Needs to run after memblock setup because it needs the physical
1121          * memory size.
1122          */
1123         sev_setup_arch();
1124
1125         efi_fake_memmap();
1126         efi_find_mirror();
1127         efi_esrt_init();
1128         efi_mokvar_table_init();
1129
1130         /*
1131          * The EFI specification says that boot service code won't be
1132          * called after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1133          */
1134         efi_reserve_boot_services();
1135
1136         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1137         e820__memblock_alloc_reserved_mpc_new();
1138
1139 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1140         setup_bios_corruption_check();
1141 #endif
1142
1143 #ifdef CONFIG_X86_32
1144         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1145                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1146 #endif
1147
1148         /*
1149          * Find free memory for the real mode trampoline and place it there. If
1150          * there is not enough free memory under 1M, on EFI-enabled systems
1151          * there will be additional attempt to reclaim the memory for the real
1152          * mode trampoline at efi_free_boot_services().
1153          *
1154          * Unconditionally reserve the entire first 1M of RAM because BIOSes
1155          * are known to corrupt low memory and several hundred kilobytes are not
1156          * worth complex detection what memory gets clobbered. Windows does the
1157          * same thing for very similar reasons.
1158          *
1159          * Moreover, on machines with SandyBridge graphics or in setups that use
1160          * crashkernel the entire 1M is reserved anyway.
1161          */
1162         x86_platform.realmode_reserve();
1163
1164         init_mem_mapping();
1165
1166         idt_setup_early_pf();
1167
1168         /*
1169          * Update mmu_cr4_features (and, indirectly, trampoline_cr4_features)
1170          * with the current CR4 value.  This may not be necessary, but
1171          * auditing all the early-boot CR4 manipulation would be needed to
1172          * rule it out.
1173          *
1174          * Mask off features that don't work outside long mode (just
1175          * PCIDE for now).
1176          */
1177         mmu_cr4_features = __read_cr4() & ~X86_CR4_PCIDE;
1178
1179         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1180
1181         /*
1182          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1183          */
1184
1185 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1186         if (init_ohci1394_dma_early)
1187                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1188 #endif
1189         /* Allocate bigger log buffer */
1190         setup_log_buf(1);
1191
1192         if (efi_enabled(EFI_BOOT)) {
1193                 switch (boot_params.secure_boot) {
1194                 case efi_secureboot_mode_disabled:
1195                         pr_info("Secure boot disabled\n");
1196                         break;
1197                 case efi_secureboot_mode_enabled:
1198                         pr_info("Secure boot enabled\n");
1199                         break;
1200                 default:
1201                         pr_info("Secure boot could not be determined\n");
1202                         break;
1203                 }
1204         }
1205
1206         reserve_initrd();
1207
1208         acpi_table_upgrade();
1209         /* Look for ACPI tables and reserve memory occupied by them. */
1210         acpi_boot_table_init();
1211
1212         vsmp_init();
1213
1214         io_delay_init();
1215
1216         early_platform_quirks();
1217
1218         early_acpi_boot_init();
1219
1220         initmem_init();
1221         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1222
1223         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_GBPAGES))
1224                 hugetlb_cma_reserve(PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1225
1226         /*
1227          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1228          * won't consume hotpluggable memory.
1229          */
1230         reserve_crashkernel();
1231
1232         memblock_find_dma_reserve();
1233
1234         if (!early_xdbc_setup_hardware())
1235                 early_xdbc_register_console();
1236
1237         x86_init.paging.pagetable_init();
1238
1239         kasan_init();
1240
1241         /*
1242          * Sync back kernel address range.
1243          *
1244          * FIXME: Can the later sync in setup_cpu_entry_areas() replace
1245          * this call?
1246          */
1247         sync_initial_page_table();
1248
1249         tboot_probe();
1250
1251         map_vsyscall();
1252
1253         x86_32_probe_apic();
1254
1255         early_quirks();
1256
1257         /*
1258          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1259          */
1260         acpi_boot_init();
1261         x86_dtb_init();
1262
1263         /*
1264          * get boot-time SMP configuration:
1265          */
1266         get_smp_config();
1267
1268         /*
1269          * Systems w/o ACPI and mptables might not have it mapped the local
1270          * APIC yet, but prefill_possible_map() might need to access it.
1271          */
1272         init_apic_mappings();
1273
1274         prefill_possible_map();
1275
1276         init_cpu_to_node();
1277         init_gi_nodes();
1278
1279         io_apic_init_mappings();
1280
1281         x86_init.hyper.guest_late_init();
1282
1283         e820__reserve_resources();
1284         e820__register_nosave_regions(max_pfn);
1285
1286         x86_init.resources.reserve_resources();
1287
1288         e820__setup_pci_gap();
1289
1290 #ifdef CONFIG_VT
1291 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1292         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1293                 conswitchp = &vga_con;
1294 #endif
1295 #endif
1296         x86_init.oem.banner();
1297
1298         x86_init.timers.wallclock_init();
1299
1300         /*
1301          * This needs to run before setup_local_APIC() which soft-disables the
1302          * local APIC temporarily and that masks the thermal LVT interrupt,
1303          * leading to softlockups on machines which have configured SMI
1304          * interrupt delivery.
1305          */
1306         therm_lvt_init();
1307
1308         mcheck_init();
1309
1310         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1311
1312 #ifdef CONFIG_EFI
1313         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1314                 efi_apply_memmap_quirks();
1315 #endif
1316
1317         unwind_init();
1318 }
1319
1320 #ifdef CONFIG_X86_32
1321
1322 static struct resource video_ram_resource = {
1323         .name   = "Video RAM area",
1324         .start  = 0xa0000,
1325         .end    = 0xbffff,
1326         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1327 };
1328
1329 void __init i386_reserve_resources(void)
1330 {
1331         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1332         reserve_standard_io_resources();
1333 }
1334
1335 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1336
1337 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1338         .notifier_call = dump_kernel_offset
1339 };
1340
1341 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1342 {
1343         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1344                                         &kernel_offset_notifier);
1345         return 0;
1346 }
1347 __initcall(register_kernel_offset_dumper);